有線電視網(wǎng)絡(luò)光分路器的設(shè)計(jì)

2 光網(wǎng)絡(luò)光分路器的設(shè)計(jì)、計(jì)算
在HFC網(wǎng)光纖傳輸干線設(shè)計(jì)中，當(dāng)光纖路由及光纖損耗值、光節(jié)點(diǎn)數(shù)量確定后，就可以設(shè)計(jì)并計(jì)算出每一光纖支路所需的光功率、光分路器的分光比，還能計(jì)算出整個(gè)光鏈路所需要的光功率。在計(jì)算所述指標(biāo)時(shí)，按照以下計(jì)算步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2．1 每一支路光纖損耗值計(jì)算
當(dāng)光纖路由確定后，每一支路的光纖鏈路損耗值就可以得出。目前廣電系統(tǒng)大量使用的是G652型光纖。對(duì)于1310 nm窗口，G652光纖損耗不超過(guò)0．35 dBm／公里，對(duì)于1550 nm窗口，G652光纖損耗不超過(guò)0．22 dBm／公里。對(duì)于已經(jīng)完工的路由，可以使用光時(shí)域反射儀進(jìn)行測(cè)量，得出實(shí)際鏈路的損耗值。每一支路的光纖鏈路損耗值應(yīng)留出一定的余量。計(jì)算公式如下：
S=a×lN．
式中：S為支路光鏈路損耗(dBm)；a為光纖每公里損耗值；lN為光纜各支路距離。
2．2 光接收機(jī)接收功率
目前使用的光接收機(jī)，在接收光功率為-4～+3 dBm的條件下，光接收機(jī)輸出電平范圍為96～108 dB。光接收機(jī)輸入光功率變化對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)有一定的影響，通過(guò)理論計(jì)算和實(shí)踐檢驗(yàn)都能明示。
當(dāng)光接收機(jī)輸入光功率有所提高時(shí)，各項(xiàng)系統(tǒng)指標(biāo)均有較大提高，為電纜分配網(wǎng)留出較多余地。為此，在設(shè)計(jì)光纜網(wǎng)絡(luò)時(shí)，確定光接收功率為0 dBm±1 dBm。
這里要提出一下，dBm和mw都是光功率的單位，它們應(yīng)用的場(chǎng)合不一樣。它們可以進(jìn)行換算。換算公式如下：

2．3 活接損耗
每個(gè)光系統(tǒng)包含有多種光設(shè)備，如光發(fā)射機(jī)，光接收機(jī)，光放大器等等，而這些設(shè)備都需要用FC、SC等法蘭進(jìn)行接頭，而這些活動(dòng)連接頭會(huì)產(chǎn)生一些損耗，這些損耗應(yīng)計(jì)入光鏈路所需的總功率?；罱宇^損耗設(shè)計(jì)值一般為0．5 dBm。
2．4 光分路器的分光比的設(shè)計(jì)
設(shè)各路的總光功率為∑Pn，某一路所需的光功率為P1，則分光比K1=P1／∑Pn，需要強(qiáng)調(diào)的是，某一支路所需的光功率為該支路光纖鏈路損失功率加上光接收機(jī)輸入光功率。
根據(jù)光節(jié)點(diǎn)路由距離優(yōu)化組合分組情況，使用以下公式和參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
計(jì)算公式：

式中：P1，P2，P3為各支路光接收機(jī)的輸入功率，mw；PN為光纖分路器各支路輸出光功率，mw；PT為光發(fā)射機(jī)的出纖功率，mw；KN為光纖分路器各支路分光比；N為代表自然數(shù)1、2、3……；a為光纖每公里損耗：a=0．35 dBm／km(1310 nm窗口)和0．22 dBm／km(1550 nm窗口)；l為光路由長(zhǎng)度。
根據(jù)以上公式可得N路出光分路器得各路分光比：

2．5 光鏈路各分路的損耗計(jì)算
設(shè)計(jì)并計(jì)算出光分路器的分光比后，通過(guò)以下公式可以計(jì)算出光鏈路各支路的損耗。計(jì)算公式為：
LN(dBm)=-10Lg Kn+a×ln+附加損耗+光連接器損耗．
為確保網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期安全平穩(wěn)運(yùn)行，多數(shù)情況光鏈路應(yīng)留有1 dBm余量。因此，光鏈路各分路的損耗應(yīng)做如下設(shè)計(jì)。
LN(dBm)=-10lg Kn+a×ln+附加損耗+光連接器損耗+1．
2．6 分光器輸入光功率的計(jì)算
根據(jù)各支路的上述參數(shù)，可計(jì)算得出光分路器所需的輸入光功率，也就是真?zhèn)€網(wǎng)絡(luò)需要的總功率?？偣β实扔诟髦返墓β蕮p耗。由此可知道所需要的光發(fā)射機(jī)的功率，上述總功率等于發(fā)射機(jī)的功率。
隨著模擬和數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，以及伴隨著光纖到戶，光網(wǎng)絡(luò)主要傳輸設(shè)備光分路器在光網(wǎng)絡(luò)中使用的頻率會(huì)大大加強(qiáng)，而分路器的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)信號(hào)優(yōu)劣、有無(wú)起著決定性的作用。在光纖CATV網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)以上詳細(xì)對(duì)光分路器計(jì)算和分析，給光網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的保證。